Numerical Study and Economy Analysis of Two Heated Crude Oil Pipelines Laid in One Ditch

In this paper,the transportation economy of two heated crude oil pipelines laid in one ditch is analyzed by taking into account the influence of operating temperature,interval between two pipelines,and distance between two heating stations on the heating energy consumption.To analyze the transportation economy,the two heated crude oil pipelines laid in one ditch are simulated under four operating conditions based on an unstructured finite volume method.Compared with laying two crude oil pipelines separately in two ditches,the results attest notably higher soil temperature,meaning reduced heat dissipation of each pipeline by laying two pipelines in one ditch.It is inferred that for the same desired oil temperature at the inlet of the next heating station,laying two pipelines in one ditch requires lower oil temperature at the outlet of heating station,indicating decreased energy cost at the heating station and improved transportation economy.Then economy analysis of four configurations of laying two pipelines in one ditch is performed.By comparing the results of four conditions,the interval between two pipelines of 1.2 m is found to save the energy most efficiently,which is as large as 26.6%compared with that of laying two pipelines in two separate ditches.In addition,narrowing the pipeline interval and extending the distance between heating stations is beneficial to save heating energy.This study is expected to provide valuable guidance for operation optimization of heated crude oil pipelines.

长距离输水管道沿线穿洪沟防护设计研究

以新疆某长距离输水工程为例,针对管道沿线穿越不同的地质条件、不同宽度洪沟,在工程管线设计洪水重现期内洪水的防护进行分析。通过分析交通、明渠、埋地管道等常见的线性工程防护型式,确定工程建筑物布设型式;再根据穿越的山前倾斜砾质平原区、低山丘陵区、山前剥蚀准平原区三个地貌单元,对防护关键参数进行定量化分析;最后结合洪沟洪痕确定防护范围,为长距离输水管道沿线洪沟处防护设计提供参考。

基于修正DEMATEL的同桥并行管道风险评价

目前国内外学者仅针对埋地并行管道安全进行了大量的探索性研究,其他类型管道鲜有涉及。为此,建立同桥并行油气管道间风险评价指标体系,并基于DEMATEL方法分析同桥并行管道因素相互影响关系,构建各指标因素间的综合影响权重模型。评价结果表明:结合DEMATEL方法与变权理论建立了动态权重计算模型,精确反映了各指标的相互影响关系;建立了同桥并行管道风险评价指标体系与各指标风险等级划分标准,基于灰色关联法建立了风险评价模型,精确反映了修正前后的并行管道的风险等级,其评价结果符合工程实际,印证了并行管道内部影响因素的重要性。所得结论可为制定更为有效的管道敷设风险防范策略提供理论指导。

原油成品油管道同沟敷设新技术中的热力分析

采用非结构化有限容积法,对原油成品油双管同沟敷设新技术进行数值模拟,详细研究了不同管间距下成品油管道对加热输送原油管道的热力影响,尤其是对热油油温的影响。

新大线同沟敷设热力分析

针对新大线同沟敷设管道,采用非结构化有限容积法,分析了不同的物性条件下,常温输送原油对加热输送原油的热力影响。

成品油管道与热原油管道同沟敷设技术研究

同沟敷设管道中成品油管道和原油管道间的传热对原油管道的运行有一定的影响。采用非结构化有限容积法,对成品油和原油管道内复杂的流动和传热问题进行了数值模拟。为了确定同沟敷设成品油管道对原油管道的影响,对相同条件下单独敷设的原油管道进行了水力和热力计算,并与同沟敷设管道的计算结果进行了对比。结果表明,两条管道的间距取1.2m时,原油管道沿线温度受成品油管道的影响较小。

季节性冻土区同沟原油成品油管道的周围土壤温度场

在季节性冻土区,由于冬季气候寒冷,土壤中水分冻结发生相变。为了研究冻土区发生冻结对同沟敷设原油和成品油管道周围土壤温度场的影响,采用非结构化有限容积法对同沟敷设埋地管道周围土壤温度场进行模拟计算。模拟不考虑冻结相变和考虑冻结相变两种情况下的温度场,分析发现在冻结很长一段时间内,由于土壤中水分释放大量的相变潜热考虑相变情况下的土壤温度高于不考虑相变情况下土壤的温度,考虑相变情况下的管道散热损失小于不考虑相变情况下的管道散热损失;而在冻结后期,随着土壤导热系数的增加,考虑相变情况下的土壤温度低于不考虑相变情况下土壤的温度,考虑相变情况下的管道散热损失大于不考虑相变情况下的管道散热损失。因此,为了使管道能够经济安全的运行,需要考虑土壤发生冻结对管道温度场的影响。

沿坡敷设输气管道应力分析

长距离的输气管道所经过的区域地形复杂多变,在山区丘陵地带一般采用沿坡敷设的方式,由于高低位差的原因,管道受力不均,且大多沿坡敷设的管道都是根据经验参数设计,很容易发生管道失效。为了在前期设计中研究管道的受力分布,校核其是否符合设计规范和安全要求,使用应力分析软件CAESARⅡ对某沿坡敷设管道进行应力分析,研究安装、试压和运行工况下管道的受力情况,得出沿坡敷设方式的安全性较高的结论。分析结果对沿坡敷设管道的设计和施工提供了相应理论依据,具有工程价值和指导意义。

同沟敷设输油管道热力计算

为准确便捷地计算同沟敷设输油管道沿线温度,文中对同沟敷设输油管道周围土壤稳态传热温度场与沿线温度解析计算方法进行研究。建立了管道周围土壤稳态传热温度场计算模型,应用保角变换法对模型进行求解,导出了土壤稳态传热温度场与输油管道沿线温度解析表达式。在一定参数条件下应用该解析表达式进行实例计算,并对计算结果进行验证分析,结果显示最大误差仅为0.58℃,表明该解析计算方法能够满足工程需要。

同沟敷设中成品油管道对原油管道顺序输送的热力影响

成品油管道和原油管道间的传热对原油管道运行的影响是西部原油、成品油管道建设的关键技术问题之一。对西部管道正常运行时冷成品油管道对顺序输送的原油管道的热力影响进行了研究,结果表明,西部管道正常运行时,成品油管道对原油管道顺序输送的热力影响较小。

海底滑坡对置于海床表面管线作用力的CFD模拟

海底管线是海洋工程中用于传输原油和天然气等的重要通道,通常放置在海床表面或处于悬跨状态。本文采用计算流体动力学CFD法模拟了不同冲击角度下海底滑坡对置于海床表面的海底管线的作用,得到了管线所受的轴向荷载和法向荷载与滑坡冲击角度之间的关系。同时分析了沿冲击方向管线截面形状与管线所受阻力之间的关系。对已有研究进行拓展延伸,丰富了不同工况下轴向阻力系数和法向阻力系数的计算成果,得出了海底滑坡对置于海床表面管线冲击力的计算公式。

油气管道同沟敷设应注意的问题

油气管道同沟敷设应注意管道安全、管道间热力影响、管道间的阴极保护干扰以及管道施工与维抢修等4个方面的问题,介绍了这些问题影响管道安全生产和运行管理的原因,提出了相应的解决措施。

大口径长输管道在沼泽地段的施工

西气东输管道工程第10B标段,长5.12km,位于甘肃省景泰县境内的沼泽地,该地段地下水位低,淤泥层较厚,渗透性差,导致施工设备进场困难、管材无法运输、管沟不易成型。经过调研和反复现场勘察,确定的总体施工方案为:挖明沟排水,作业带晾晒,正常组对焊接,沉管下沟。文章介绍了该方案的具体施工工艺。工程实践表明,这种方法成功解决了沼泽地段管道施工的实际困难,在施工进度、质量和成本上都取得了满意的结果,可为类似地区的管道施工提供有益的借鉴。

同沟敷设热油管道总传热系数计算方法

根据长输埋地热油管道的导热情况对同沟敷设管道传热过程进行简化假设,通过引入导热形状因子并利用牛顿迭代法编制计算机程序,在计算同沟敷设管道总传热系数过程中可以考虑土壤物性、并行敷设管道间距以及分别考虑原油管道和成品油管道的埋深与油温。根据乌鲁木齐至鄯善同沟敷设管道沿线不同的土质地貌划分单元段,采用分段法对该管道沿线总传热系数进行计算,据此得出更为切合实际的沿线温降。并以乌鲁木齐至鄯善管段实测数据以及SCADA系统的运行监控数据为依据验证该方法的准确性,同时与数值模拟结果进行对比。分析了同沟敷设热油管道不同敷设间距对总传热系数的影响。

双侧沉管在水网地段应力分析及数值模拟

为了研究水网地段管道在双侧沉管过程中受力变形的特性,基于有限元软件建立了管道沉沟模型,对不同深度的沉管过程进行力学模拟;同时根据管道下沟过程的受力变形特点,将模型简化成超静定梁,最终推导出不同深度管道最大应力公式。研究结果表明,在下沟过程中,管道上会出现2个应力峰值,当管道的自由端与沟底接触的瞬间管道的应力最大,管道最大应力位于沟上支点附近管道底部的内壁;管道截面上的应力呈8字形分布,截面顶端和底端出现应力峰值,且底端应力大于顶端;管道下沟可以简化超静定梁模型,应力大小与沉沟深度、管道规格密切相关,也与土壤刚度有关,忽略土壤刚度计算出的最大应力值比模拟结果偏小。

爆炸作用下减震沟对埋地管道振动效应分析

为了研究爆炸作用下减震沟对埋地管道的振动效应的影响,通过现场实验与数值计算相结合,得到可靠的数值模型。建立不同深度减震沟以及不同比例距离的爆破模型,将减震沟深度D修正到质点爆破振动衰减规律多元非线性模型中,利用最小二乘原理求得模型中的未知量K、α、β,得到适用于含有减震沟的爆破环境中的质点振动预测方程。研究表明:减震沟对管道质点的水平方向振动速度的减震率大于竖直方向;多元线性回归所得到的质点爆破振动预测方程具有显著性,在相似的工程环境中具有一定参考性。

长输管线整体下沟技术研究

长输管线整体下沟技术是施工难点之一.通过模拟大变形时的挠度曲线,建立力学计算模型,对管线下沟各阶段不同状态下的应力和变形进行分析,找出最不利的受力状态,得出吊点间距、起吊高度等指导施工的关键控制参数,并成功用于实践.分析的结果可供矿浆管道、油气管道等长输管线整体下沟参考.

水下射流挖沟机喷冲臂的设计与优化

为了防止海底管缆受到人为和自然环境损害,目前广泛采用射流挖沟机对管缆进行海底开沟埋设。针对射流挖沟机喷冲臂的形状设计和优化的问题,本文探讨了不同设计方案对喷嘴流速的影响。在相同入口压力条件下,考虑管道沿程损失和不同深度的喷嘴出口处的静压,采用理论分析和计算流体力学数值模拟相结合的方法进行喷冲臂形状设计。建立了一个有效的喷冲臂内部流动问题的数值模型,基于该模型计算了自主设计的3种喷冲臂内部流动并得到了最优喷冲臂设计方案。研究结果为今后射流挖沟机的研发提供了参考。

埋地管道同沟敷设非稳态传热数值模拟

采用有限体积法对成品油管道和原油管道同沟敷设非稳态传热规律进行了数值模拟,对比分析了有无同沟敷设两种情况对埋地管道传热规律的影响;计算分析了地表温度波动参数对同沟敷设管道热流密度和土壤温度的影响。研究表明:管道同沟敷设技术能够改善管道周边的土壤温度分布,有效降低原油管道对外界的整体散热量;地表温度波动振幅和波动周期的增大会加剧管壁热流密度的振荡幅值,不利于埋地管道输送的稳定性,应针对其加强保温措施。

谈市政工程道路排水管道施工技术要点

介绍了市政排水管道的施工特点,基于市政工程排水管道施工面临的问题,从管沟开挖、管道安装、沟槽回填等方面,阐述了市政工程道路排水管道的施工技术要点,保证了城市排水系统的正常运行。